כל מה שרצית לדעת על הלחמה

Comments

Transcription

כל מה שרצית לדעת על הלחמה
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמה ידנית‬
‫פרק א'‬
‫יסודות‬
‫נערך ע"י אבנר דרורי ‪4X1GE‬‬
‫‪[email protected]‬‬
‫ינואר ‪2015‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪81‬‬
‫סוגי חיבורים‪:‬‬
‫ניתן לחבר מתכות שונות בשיטות הבאות‬
‫ריתוך‬
‫הלחמה קשה – ‪Brazing‬‬
‫הלחמה רכה (אינוך) – ‪Soft Solder‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪81‬‬
‫ריתוך‬
‫נעשה בחומר של החלקים אותם רוצים לרתך‪ ,‬בדרך כלל מתכות‬
‫ברזליות‪.‬‬
‫הריתוך מבוצע תוך שימוש באלקטרודות וקשת חשמלית או ע"י ריתוך‬
‫נקודות‪.‬‬
‫שימוש זה נדיר בתעשית האלקטרוניקה אבל הוא עדיין משמש‬
‫לחיבורים מיוחדים‪.‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמה קשה – ‪- Brazing‬‬
‫משמשת בעיקר בתעשית המזגנים והמקררים‪.‬‬
‫נעשית בנתכים של נחושת ואבץ (ברונזה) המותכים בלהבת גז‪.‬‬
‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמה רכה (אינוך) – ‪– Soft Solder‬‬
‫צורה זו של הלחמה נעשתה‪ ,‬עד לאחרונה‪ ,‬תוך שימוש בלחם המורכב‬
‫בדרך כלל מבדיל ועופרת ובעתיד ללא עופרת‪.‬‬
‫בהמשך נעסוק רק בהלחמות רכות‪,‬‬
‫בקיצור‪:‬‬
‫"הלחמות"‪.‬‬
‫עמוד ‪ 6‬מתוך ‪81‬‬
‫מקור השם‪:‬‬
‫בלועזית –‬
‫מלשון ‪ ,Solid‬כלומר (חיבור) יציב‪.‬‬
‫עמוד ‪ 7‬מתוך ‪81‬‬
‫בעברית –‬
‫משמעות המילה 'הלחמה' היא חיבור‪ ,‬כך מצאנו בתלמוד הירושלמי‪:‬‬
‫"לשורש לח"ם נודעת גם משמעות – לשון חיבור והלחמה‪ .‬אף שבעברית‬
‫אנו מוצאים שימוש בהקשר זה רק מלשון חז"ל ואילך‪.‬‬
‫"שמואל אומר‪ :‬המלחים את התריסין חייב משום בונה" (מסכת שבת פ‬
‫י"ב דף יג‪).‬‬
‫עמוד ‪ 8‬מתוך ‪81‬‬
‫יש הטוענים שדווקא משמעות זו היא המקורית‪ ,‬וממנה נולדו הן הלחם‬
‫– שבצקו מודבק ומחובר; והן המלחמה – שראשיתה בהיאבקות‬
‫והתגוששות של שני הלוחמים‪ ,‬הנצמדים זה לזה‪".‬‬
‫עמוד ‪ 9‬מתוך ‪81‬‬
‫שם עצם‪:‬‬
‫לחם‬
‫נתך )‪ (Alloy‬של מתכות המשמש לחיבור פני שטח של מתכות שעל ידי‬
‫היתוכו נוצרת שכבת פעפוע )‪ (diffusion‬דקיקה בין פני השטח שלהן‪.‬‬
‫שם פועל‪:‬‬
‫להלחים – כלומר לחבר ולמלא פערים בעזרת לחם‬
‫עמוד ‪ 10‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמה‬
‫הלחמה היא מיומנות בסיסית המיושמת בתחום רחב כגון בהרכבות‬
‫אלקטרוניות‪ ,‬בניית מודלים ממתכת ובתיקון חפצי הבית‪.‬‬
‫עמוד ‪ 11‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 12‬מתוך ‪81‬‬
‫סוגי הלחמות‪:‬‬
‫הלחמה ידנית ‪Manual Soldering -‬‬
‫כול הרכיבים‬
‫עמוד ‪ 13‬מתוך ‪81‬‬
‫פרופיל טמפרטורה להלחמה ידנית‬
‫עמוד ‪ 14‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמת גל‬
‫‪-‬‬
‫‪Wave Soldering‬‬
‫בעיקר רכיבים בעלי רגליים‪/‬חוטים‬
‫עמוד ‪ 15‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 16‬מתוך ‪81‬‬
‫פרופיל טמפרטורה של הלחמת גל‬
‫תשומת לב לזמן השהייה הקצר – ‪ 5‬שניות‬
‫עמוד ‪ 17‬מתוך ‪81‬‬
‫הלחמת הצפה ‪Reflow Soldering -‬‬
‫רכיבי‬
‫‪SMD‬‬
‫עמוד ‪ 18‬מתוך ‪81‬‬
‫תרשים (עקרוני) של שיטת הצפה‬
‫עמוד ‪ 19‬מתוך ‪81‬‬
‫מבנה (עקרוני) של תנור הצפה‬
‫עמוד ‪ 20‬מתוך ‪81‬‬
‫פרופיל טמפרטורה של הלחמת הצפה‬
‫תשומת לב לזמן השהייה הארוך – ‪ 45-75‬שניות‬
‫עמוד ‪ 21‬מתוך ‪81‬‬
‫יש לדעת ולזכור כי בכול שימוש מיושמים אותם‬
‫הכללים אפילו כאשר משתנים החומרים המשתתפים‬
‫בתהליך שהוא חיבור שני גופים מתכתיים בעזרת‬
‫מלחם ולחם שניתן להתיכו בטמפרטורה נמוכה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 22‬מתוך ‪81‬‬
‫מבנה מעגלים‬
‫חיווט "קלאסי‪-‬היסטורי"‬
‫עמוד ‪ 23‬מתוך ‪81‬‬
‫מעגלים מודפסים‬
‫עמוד ‪ 24‬מתוך ‪81‬‬
‫הרכבות מיקרו‪-‬אלקטרוניקה – טכנולוגיות ‪SMT/SMD‬‬
81 ‫ מתוך‬25 ‫עמוד‬
01005 ‫ מסדרת‬SMD ‫רכיבי‬
01005: SIZE DOES MATTER
Is it worthwhile to design PCBs with 01005 components? If yes, how so?
By ARBEL NISSAN
.‫ מ"מ‬0.2 ‫ קבל‬,‫ מ"מ‬0.1 ‫ נגד‬:‫ גובה‬,‫ מ"מ‬0.2 :‫ רוחב‬,‫ מ"מ‬0.4 :‫אורך‬
.‫ מ"מ‬0.13 :‫מרחק בין פדים‬
‫עמוד ‪ 26‬מתוך ‪81‬‬
‫דגמים ובניה ניסיונית )‪(Breadboarding‬‬
‫דוגמאות של סיגנון מנהטן ‪Manhattan Style‬‬
‫עמוד ‪ 27‬מתוך ‪81‬‬
‫תכונות מטלורגיות‬
‫נתך (מזג) הוא תערובת של מספר מתכות ביחסי משקל שונים‪.‬‬
‫מספר סוגי המתכות והיחס ביניהם משפיעה על תכונת הנתך בהשפעת‬
‫הטמפרטורה‪.‬‬
‫נתך יכול להיות‪ ,‬בהשפעת טמפרטורות שונות‪ ,‬בשלושה מצבים‪:‬‬
‫מוצק – ‪Solid‬‬
‫נוזל – ‪LIQuidus‬‬
‫פלסטי ‪SOLidus -‬‬
‫עמוד ‪ 28‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 29‬מתוך ‪81‬‬
‫מצבים אלה ניתנים להצגה בתרשים‪ ,‬כגון זה‪ ,‬עבור לחם המורכב מבדיל ועופרת‪:‬‬
‫עמוד ‪ 30‬מתוך ‪81‬‬
‫נקודה אאוטקטית – ‪Eutectic Point‬‬
‫הטמפרטורה‪ ,‬בה יש מעבר חד מנוזל למוצק‪ ,‬נקראת "טמפרטורה (נקודה)‬
‫אאוטקטית"‪.‬‬
‫הלחם האידיאלי‪ ,‬להלחמת רכיבים אלקטרוניים‪ ,‬מורכב מ‪ 63%-‬בדיל )‪(Sn‬‬
‫ו‪ 37%-‬עופרת )‪ (Pb‬והוא בעל טמפרטורה אאוטקטית של ‪.1830C‬‬
‫נהוג לסמנו כ‪ .63/37-‬יתרונו הגדול הוא בטמפרטורה האאוטקטית שלו‪.‬‬
‫לחם זה יקר יחסית ולכן מקובל להשתמש גם בלחם של ‪.60/40‬‬
‫עמוד ‪ 31‬מתוך ‪81‬‬
‫לא לכול נתך יש נקודה אאוטקטית חדה ולכן צריך להשתמש בנתך המתאים‬
‫לעבודה הנדרשת‪.‬‬
‫המצב הפלסטי משמש בעיקר לעיצוב עבודות כגון צנרת וכבלי עופרת ועבורם‬
‫נשתמש בנתך בו המצב הפלסטי נשמר בתחום טמפרטורה רחב ככול האפשר‬
‫)‪.(20/80‬‬
‫עמוד ‪ 32‬מתוך ‪81‬‬
‫דוגמת תרשים נתך ברזל ופחמן‬
‫עמוד ‪ 33‬מתוך ‪81‬‬
‫נתך בדיל ‪ -‬נחושת ‪ -‬כסף‬
‫עמוד ‪ 34‬מתוך ‪81‬‬
‫טמפרטורת התכה של נתכי בדיל )‪ (Sn‬ומתכות אחרות‬
‫עמוד ‪ 35‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 36‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 37‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 38‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 39‬מתוך ‪81‬‬
‫זיהום הלחם‬
‫בהלחמות תעשיתיות (הלחמת גל) הלחם עלול להזדהם‪ ,‬במהלך העבודה‪ ,‬ממתכות‬
‫אחרות‪.‬‬
‫לאחר שהוא מזדהם הוא מאבד את כושר ההלחמה‪.‬‬
‫להלן טבלת הזיהומים המותרים‪:‬‬
‫עמוד ‪ 40‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 41‬מתוך ‪81‬‬
‫לחם – צורת הספקה‪.‬‬
‫מוטות – ‪Bars‬‬
‫עמוד ‪ 42‬מתוך ‪81‬‬
‫חוטים – ‪Wires‬‬
‫מסופק בקטרים מצויים של ‪ ,1 ,0.5‬ו‪ 2-‬מ"מ‪.‬‬
‫עמוד ‪ 43‬מתוך ‪81‬‬
‫חוטים בשפופרת‬
‫דוגמה של לחם ללא עופרת‬
‫‪LeadFree Solder‬‬
‫עמוד ‪ 44‬מתוך ‪81‬‬
‫משחת הלחמה‬
‫פירורי לחם מעורבבים עם משחת פלקס‪.‬‬
‫עמוד ‪ 45‬מתוך ‪81‬‬
‫‪FLUX‬‬
‫ההלחמה מחברת שני חלקי מתכת ע"י יצירת פעפוע )‪ (Diffusion‬של הנתך אל תוך‬
‫החומר של שני החלקים המחוברים‪.‬‬
‫לצורך זה חייבים שני החלקים להיות נקיים לחלוטין בתהליך מכני או כימי‪.‬‬
‫ברוב המתכות‪ ,‬שפניהם חשופים לאוויר‪ ,‬נוצרת מיד תחמוצת המונעת את יצירת‬
‫השכבה המיקרונית והתוצאה היא "חוסר הרטבה" )‪.(Dewetting‬‬
‫את התחמוצת הזאת ניתן להסיר בעזרת "פלקס" )‪.(Flux‬‬
‫עמוד ‪ 46‬מתוך ‪81‬‬
‫בצד שמאל מתואר מצב בו קיימת שכבת תחמוצת המונעת התחברות של הלחם לחלק‬
‫המתכתי‪.‬‬
‫בצד ימין מתואר מצב של יצירת וקיום פעפוע‪.‬‬
‫כול מתכת מתחמצנת במהירות שונה החל מזהב שאינו מתחמצן בכלל ועד אלומיניום‬
‫שמתחמצן כהרף עין ואין פלקס שיכול להוריד את התחמוצת ממנו‪.‬‬
‫עמוד ‪ 47‬מתוך ‪81‬‬
‫זוויות הלחמה‬
‫זווית הלחמה צריכה להיות נמוכה ככול האפשר‪:‬‬
‫עמוד ‪ 48‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 49‬מתוך ‪81‬‬
‫לכול סוג מתכת ישנו פלקס המתאים להסרת התחמוצת שלו ובהמשך תהיה‬
‫התייחסות רק לסוגי פלקס המיועדים לנחושת‪.‬‬
‫לנחושת בלבד ישנם סוגי פלקס שונים והנפוצים מבוססים על שרף של עצי אורן‬
‫)‪ (Resin‬המסופק‪ ,‬בדרגות הפעילות השונות שהן‪:‬‬
‫עמוד ‪ 50‬מתוך ‪81‬‬
‫‪ – R‬שרף בלבד )‪– (Resin‬‬
‫מיועד לחלקים הנקיים לחלוטין‪ .‬לא דורש ניקוי לאחר הלחמה‪.‬‬
‫‪ – RAM‬שרף בפעילות מתונה ‪– (Resin Mildly Activated) -‬‬
‫מיועד לשימוש כללי‪ .‬לא מחייב ניקוי אחר הלחמה‪.‬‬
‫‪ – RA‬שרף פעיל )‪– (Resin Activated‬‬
‫עוזר בניקוי תחמוצות עבות אבל משאיר עקבות הרסניות הדורשות ניקוי לאחר‬
‫הלחמה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 51‬מתוך ‪81‬‬
‫(המשך)‬
‫ישנם חומרים פעילים יותר‪:‬‬
‫ישנם חומרי פלקס חריפים במיוחד המיועדים לחלקים שקשה לנקותם בצורה‬
‫מכנית כגון כבלים בעלי גידים עבים או חלקים בעלי מבנה שמונע ניקוי מכני‪.‬‬
‫פלקסים אלה מבוססים על חומצות אורגניות והם פעילים מאוד‪.‬‬
‫חומרים אלה אינם מומלצים לשימוש ביתי ובמפעלי ייצור אלקטרוני נהוג‬
‫לנעול אותם על מנעול ובריח למניעת שימוש לא נכון‪.‬‬
‫עמוד ‪ 52‬מתוך ‪81‬‬
‫חומרי הפלקס מסופקים בצורות הבאות‪.‬‬
‫משחה‬
‫עמוד ‪ 53‬מתוך ‪81‬‬
‫נוזל‬
‫עמוד ‪ 54‬מתוך ‪81‬‬
‫מורכבים ישירות בחוטי הלחם השונים באחוזי פלקס שונים (למטה משמאל ‪.)2.2%‬‬
‫עמוד ‪ 55‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 56‬מתוך ‪81‬‬
‫מלחמים‬
‫עמוד ‪ 57‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 58‬מתוך ‪81‬‬
‫את ראש המלחם מנקים בעזרת אבני סל‪-‬אמוניאק‬
‫‪Ammonium Chloride‬‬
‫‪SAL-AMMONIAC BLOCK‬‬
‫עמוד ‪ 59‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 60‬מתוך ‪81‬‬
‫המלחם מיועד לחמם את הגופים המתחברים כדי שיגיעו לטמפרטורת ההתכה‬
‫של הלחם וישמרו עליה לאורך זמן העבודה‪.‬‬
‫שמירת הטמפרטורה נעשית ע"י הספקת אנרגיה (חיבור לרשת החשמל או‬
‫לגז) ובקרת הטמפרטורה בעזרת חיישנים או ע"י שיווי משקל של פיזור חום‪.‬‬
‫עמוד ‪ 61‬מתוך ‪81‬‬
‫טמפרטורה )‪(Soldering Iron‬‬
‫מלחמים ללא בקרת‬
‫הטמפרטורה‪ ,‬של מלחמים אלה‪ ,‬נקבעת ע"י מאזן הספק החימום שלהם‬
‫וכושר קרינת החום שלהם באוויר‪.‬‬
‫טמפרטורת האיזון צריכת להיות גבוהה‪ ,‬מטמפרטורת ההיתוך של‬
‫הלחם‪ ,‬כדי להתגבר על מפל החום בזמן ההלחמה עצמה‪.‬‬
‫המלחמים ניתנים לחיבור הן לרשת החשמל והן למתח מצבר המכונית‪.‬‬
‫מלחם לרשת החשמל‬
‫מלחם לרכב‬
‫בחלק מהמלחמים ניתן להחליף את ראש ההלחמה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 62‬מתוך ‪81‬‬
‫מלחמים חשמליים‪ ,‬ללא בקרת טמפרטורה‪ ,‬זולים וניתנים להשגה בהספקים‬
‫שונים‪.‬‬
‫עמוד ‪ 63‬מתוך ‪81‬‬
‫ישנן עריסות‪ ,‬להנחת המלחם בין העבודות‪ ,‬כאשר בתוכן ישנו חיישן משקל‬
‫וכאשר המלחם מונח הוא מקבל את הזרם דרך דיודה (רבע הספק) וכך הוא‬
‫חוסך בחשמל ובאורך החיים של ראש ההלחמה‪.‬‬
‫גוף החימום חייב להיות בהספק גבוה‪ ,‬מהמקבילים לו‪ ,‬כדי לחזור במהירות‬
‫לטמפרטורת ההתכה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 64‬מתוך ‪81‬‬
‫אקדחי הלחמה‬
‫מלחם דמוי אקדח כאשר בגוף האקדח ישנו שנאי למתח נמוך המאלץ זרם‬
‫גבוה בחוט וגורמים להתחממותו לטמפרטורת ההתכה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 65‬מתוך ‪81‬‬
‫בעל חוש טכני וחוש הומור בנה גם את האקדח הבא‪:‬‬
‫(על בסיס אקדח מאוזר)‬
‫עמוד ‪ 66‬מתוך ‪81‬‬
‫בקרה בעזרת חיישן נקודת קירי‬
‫חברת ‪ Weller‬בנתה‪ ,‬במשך תקופה ארוכה‪ ,‬מלחמים המבוססים על‬
‫טמפרטורת ‪( Curie‬על שם המדען הצרפתי ‪ Pierre Curie‬שגילה את‬
‫התופעה) לפיה ישנם חומרים המאבדים את תכונותיהם המגנטיות‬
‫בטמפרטורות שונות‪.‬‬
‫למלחם היו ראשים מתחלפים שבקציהם הייתה פיסת מתכת בהתאם‬
‫לטמפרטורה הרצויה‪.‬‬
‫כשראש המלחם טרם הגיע לטמפרטורה‪ ,‬פיסת המתכת משכה אליה מגנט‬
‫שהפעיל מתג‪.‬‬
‫כאשר ראש המלחם הגיע לטמפרטורת קירי המגנט גרם לניתוק המתג‪.‬‬
‫עמוד ‪ 67‬מתוך ‪81‬‬
‫פיסת המתכת מסומנת ב‪ 1-‬באיור הבא‪:‬‬
‫הערה‪ :‬ראש המלחם מאורק‪ .‬ראה התייחסות להלן‪.‬‬
‫עמוד ‪ 68‬מתוך ‪81‬‬
‫מלחם מופעל על גז‬
‫עמוד ‪ 69‬מתוך ‪81‬‬
‫תחנות עבודה‬
‫בשנים האחרונות תפסו תחנות ההלחמה את מקומם של המלחמים הרגילים בעיקר‬
‫בעבודות הלחמה עדינות‪ .‬יתרונן הגדול באפשרות השליטה על הטמפרטורה‪.‬‬
‫התחנות מיוצרות ע"י יצרנים שונים ומחירם יחסית גבוה‪.‬‬
‫שימו לב להבדל בין הספוגיות לניקוי ראש ההלחמה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 70‬מתוך ‪81‬‬
‫ניתן להחליף את ראשי ההלחמה של תחנות העבודה כאשר לכול ראש ישנו‬
‫שימוש שונה‬
‫עמוד ‪ 71‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 72‬מתוך ‪81‬‬
‫הגנה נגד מתחים אלקטרוסטטיים‬
‫)‪.(ESD – Electrostatic Sensitive Devices‬‬
‫ראשי המלחמים‪ ,‬של מלחמים בכלל ותחנות ההלחמה בפרט‪ ,‬חייבים‬
‫להיות מאורקים כדי להגן על רכיבים הרגישים למטענים‬
‫אלקטרוסטטיים‪.‬‬
‫עמוד ‪ 73‬מתוך ‪81‬‬
‫נדרשים גם אמצעים נוספים‪:‬‬
‫רצועה אנטי סטטית לפרק כף היד עם כבל קפיצי נמתח‪.‬‬
‫רצועה הניתנת להגדלה‪/‬הקטנה המתלבשת כצמיד על פרק כף היד‪.‬‬
‫כבל קפיצי נמתח לנוחות מקסימלית בעבודה ומינימום הפרעה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 74‬מתוך ‪81‬‬
‫מבנה ראשי המלחמים‬
‫ראש מלחם חייב להיות מוליך חום טוב והנחושת עונה על הצרכים‪.‬‬
‫הבעיה שהלחמים הנוזלים ממיסים ומכרסמים את הנחושת‪ ,‬בעיה מוכרת‬
‫לאלה שהשתמשו במלחמים מהדור הישן‪.‬‬
‫הראשים המודרניים מצופים במתכות שאינן מומסות ע"י הלחם (כגון כרום‪,‬‬
‫ניקל וברזל) ומגינות על ליבת הנחושת מהלחם‪.‬‬
‫הראשים חייבים להיות תמיד נקיים ומצופים בלחם‪.‬‬
‫עמוד ‪ 75‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 76‬מתוך ‪81‬‬
‫הראשים מזדהמים ומתחמצנים‪ ,‬תוך כדי עבודה‪ ,‬במיוחד כאשר משתמשים‬
‫בלחם ללא עופרת שנקודת ההיתוך שלו גבוהה מלחם של בדיל‪/‬עופרת‬
‫(ב‪ ,)25-400C-‬וחייבים להיות תמיד נקיים ומצופים בלחם‪.‬‬
‫עמוד ‪ 77‬מתוך ‪81‬‬
‫עמוד ‪ 78‬מתוך ‪81‬‬
‫הניקוי נעשה‪ ,‬בעבר‪ ,‬בעזרת ספוגיות לחות שבמשך הזמן גרמו להתחמצנות‬
‫הראשים‪ ,‬במיוחד בשימוש בלחם ללא עופרת הדורש טמפרטורה גבוהה‪.‬‬
‫‪Wet Sponge‬‬
‫עמוד ‪ 79‬מתוך ‪81‬‬
‫כדי להתמודד עם הטמפרטורה הגבוהה‪ ,‬משתמשים היום ב‪"-‬ספוגיות פליז"‬
‫‪Brass Sponge‬‬
‫עמוד ‪ 80‬מתוך ‪81‬‬
‫ראשי הלחמה נועדו להלחמה בלבד‪,‬‬
‫אל תשתמשו בהם לכיווץ שרוולים‬
‫או‬
‫לחריטה בעץ‪...‬‬
‫עמוד ‪ 81‬מתוך ‪81‬‬
‫סוף פרק א'‬
‫יסודות‬
‫המשך בפרק ב'‬
‫ביצוע‬
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪75‬‬
‫הלחמה ידנית‬
‫פרק ב'‬
‫ביצוע‬
‫נערך ע"י אבנר דרורי ‪4X1GE‬‬
‫‪[email protected]‬‬
‫פברואר ‪2015‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪75‬‬
‫טכניקת הלחמה‬
‫ בחרו את סוג המלחם והטמפרטורה הדרושה‪.‬‬‫ נקו את פני שטח החלקים המיועדים לחיבור (ניקוי מכני‬‫ו‪/‬או פלקס)‪.‬‬
‫ הצמידו‪ ,‬את החלקים המיועדים להלחמה‪ ,‬ע"י הידוק‬‫הדדי או בעזרת מתקני דפינה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪75‬‬
‫‬‫‬‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫הרטיבו‪ ,‬את ראש המלחם‪ ,‬בלחם‪.‬‬
‫הצמידו‪ ,‬את קצה ראש המלחם‪ ,‬אל הנקודה בא תבוצע‬
‫ההלחמה כדי להביאה לטמפרטורת ההתכה‪.‬‬
‫הביאו את הלחם למגע עם קצה המלחם הנוגע בחלקים‬
‫המיועדים להלחמה (לא לראש המלחם)‪.‬‬
‫תנו לפלקס לזרום ולנקות את השטח להרטבה טובה‪.‬‬
‫הוסיפו את הלחם כדי לכסות את כול השטחים המיועדים‬
‫להלחמה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪75‬‬
‫ כשהשטחים "רטובים" ומכוסים בלחם‪ ,‬הפסיקו את אספקת‬‫הלחם והרחיקו את המלחם‪.‬‬
‫ הבטיחו שאין תזוזה‪ ,‬בין החלקים‪ ,‬עד שהלחם יתגבש‬‫לחלוטין כדי למנוע "הלחמות קרות" ומגעים רופפים‪.‬‬
‫ זיהיתם הלחמה קרה או מגע רופף‪ ,‬חממו את המקום‬‫והוסיפו לחם בהתאם לצורך‪.‬‬
‫‪ -‬נקו את השטח המולחם מלכלוך ושאריות פלקס‪.‬‬
‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪75‬‬
‫הידוק‬
‫חימום‬
‫קירור‬
‫שחרור‬
‫עמוד ‪ 6‬מתוך ‪75‬‬
‫הידוק רכיבים‬
‫עמוד ‪ 7‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 8‬מתוך ‪75‬‬
‫כנפי שחף‬
‫‪Gull Wings‬‬
‫עמוד ‪ 9‬מתוך ‪75‬‬
‫אמצעי דפינה‬
‫היד השלישית‬
‫עמוד ‪ 10‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 11‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 12‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 13‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 14‬מתוך ‪75‬‬
‫חימום‬
‫זמן החימום צריך להיות בהתאם לרכיבים אותם מלחימים‪.‬‬
‫תחום העבודה‪ ,‬בדרך כלל‪ ,‬בין ‪ 2‬עד (מקסימום) ‪ 5‬שניות‪.‬‬
‫כדאי וחשוב לוודא זאת במפרטי הרכיבים‪.‬‬
‫עם קצת ניסיון ניתן לבצע הלחמה אפילו בשנייה אחת‪.‬‬
‫יש לנהוג במשנה זהירות במיוחד בשימוש בלחם ללא עופרת‬
‫שטמפרטורת ההלחמה שלו גבוהה מזה של בדיל‪/‬עופרת‪.‬‬
‫עמוד ‪ 15‬מתוך ‪75‬‬
‫פרופיל טמפרטורה של לחם ללא עופרת ‪ -‬תאורטי‬
‫עמוד ‪ 16‬מתוך ‪75‬‬
‫פרופיל טמפרטורה של לחם ללא עופרת ‪ -‬מעשי‬
‫עמוד ‪ 17‬מתוך ‪75‬‬
‫חימום מעל ‪ 5‬שניות יכול להיות הרסני‪.‬‬
‫אם‪ ,‬לכאורה‪ ,‬נדרש זמן הלחמה גדול מ‪ 5-‬שניות‪ ,‬הסיבות לכך‬
‫יכולות להיות‪:‬‬
‫או שהמלחם קר מידי או שהספקו קטן מהנדרש‪.‬‬
‫עמוד ‪ 18‬מתוך ‪75‬‬
‫הפרופיל מתאים לרכיבים פעילים‪ ,‬כאשר מדובר על רכיבים‬
‫פסיביים שאינם ‪ ,SMD‬כללי המשחק ניתנים להקלה‪:‬‬
‫עמוד ‪ 19‬מתוך ‪75‬‬
‫משך ביצוע תיקון ארוך יותר מהלחמה ראשונית‬
‫יש למנוע מעבר חום לרכיבים‬
‫עמוד ‪ 20‬מתוך ‪75‬‬
‫הלחמת חוטי ליפוף‬
‫החוטים מיועדים להכנת שנאים‪/‬סלילים על גופים פריטיים כדוגמת‬
‫"טורואידים" ו‪"-‬משקפות"‪.‬‬
‫עמוד ‪ 21‬מתוך ‪75‬‬
‫החוטים מצופים בלכה שצריך להסירה‪.‬‬
‫חוטים עבים (מעל ‪ 1‬מ"מ) ניתן להסיר בצורה מכנית‪.‬‬
‫חוטים דקים ע"י חימום במבער‪ ,‬ניקוי עם בד שמיר עדין‬
‫וציפוי בלחם‪:‬‬
‫עמוד ‪ 22‬מתוך ‪75‬‬
‫תאורה‬
‫לפי ‪IPC-A-610E-2010‬‬
‫עמוד ‪ 23‬מתוך ‪75‬‬
‫כושר ראיה‪.‬‬
‫יחידות למדידת כושר ראיה‪.‬‬
‫ישנו הבדל‪ ,‬באופטיקה של העין‪ ,‬בין ראיה למרחקים ארוכים‬
‫ובין ראיה למרחקים ארוכים ולשתיהם קיימות יחידות מדידה‬
‫שונות‪.‬‬
‫ישנו שוני של ראיה בין אנשים‪ ,‬עם הולדתם‪ ,‬והוא ממשיך‬
‫להשתנות עם הגיל‪.‬‬
‫עמוד ‪ 24‬מתוך ‪75‬‬
‫כושר הראיה למרחקים ארוכים נמדד ביחידות‬
‫‪ 6X9‬וכדומה)‪.‬‬
‫‪6/X‬‬
‫(כגון‬
‫‪6X6‬‬
‫כושר הראיה למרחקים קצרים נמדד ביחידות של ‪Snellen‬‬
‫או ‪Jaeger‬‬
‫עמוד ‪ 25‬מתוך ‪75‬‬
‫הדרישה לכושר ראיה למרחקים קצרים‪ ,‬לעבודה בציוד‬
‫אלקטרוני‪ ,‬היא‪:‬‬
‫עמוד ‪ 26‬מתוך ‪75‬‬
‫עובדים בהלחמה ידנית‪ ,‬או בוחנים‪ ,‬נדרשים לעבור בדיקה ראיה‬
‫תקופתית על ידי רופאי עיניים או אופטיקאים‪:‬‬
75 ‫ מתוך‬27 ‫עמוד‬
Near visual acuity is measured with the Jaeger
card, which has print samples of different
sizes. The card is held 14 inches from the
person’s eye for the test. A result of 14/20
means that the person can read at 14 inches
what someone with normal vision can read at
20 inches. The results of visual acuity tests
are used to prescribe eyeglasses or other
corrective measures.
‫עמוד ‪ 28‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 29‬מתוך ‪75‬‬
‫עזרים אופטיים‪.‬‬
‫משקפיים‬
‫תיקוני ראיה לפי דרישות ‪ Snellen‬או ‪Jaeger‬‬
‫עמוד ‪ 30‬מתוך ‪75‬‬
‫זכוכיות מגדלת ‪Magnifing glasses -‬‬
‫הגדלה ‪ +‬אמצעי תאורה‬
‫עמוד ‪ 31‬מתוך ‪75‬‬
‫מיקרוסקופים סטירואוסקופים ‪Stereoscopic Microscope -‬‬
‫עמוד ‪ 32‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 33‬מתוך ‪75‬‬
‫ניקוי מתחיל בתכנון‬
‫עמוד ‪ 34‬מתוך ‪75‬‬
‫ניקוי לאחר הלחמה‬
‫ישנם פלקסים שאינם דורשים ניקוי אבל יש אחרים החייבים‬
‫ניקוי‪.‬‬
‫כאשר נידרש ניקוי‪ ,‬יש לסלק את שאריות הפלקס באופן מידי‬
‫ותוך לא פחות משעה‪.‬‬
‫עמוד ‪ 35‬מתוך ‪75‬‬
‫הניקוי הפשוט נעשה באלכוהול (ספירט) בעזרת מברשת או תרסיס‪.‬‬
‫אחרי הניקוי יש ליבש היטב את הגופים המולחמים‪.‬‬
‫במקרים של פלקסים חריפים יש להשתמש בחומרים מתאימים‬
‫ומכונות ניקוי מיוחדות למטרה זו‪.‬‬
‫עמוד ‪ 36‬מתוך ‪75‬‬
‫חומרי ניקוי בתעשית האלקטרוניקה‬
‫התעשיה האלקטרונית משתמשת בעיקר בממיסים המכילים‬
‫‪Non-halogenated hydrocarbons, modified alcohols,‬‬
‫‪or hydrofluorethers (HFEs).‬‬
‫חומרי ה‪ HFE-‬פותחו כדי להחליף את חומרי ה‪ ,CFC-‬המוכרים יותר‬
‫בשם המסחרי "פריאון"‪ ,‬שהוצאו משימוש כדי למנוע פגיעה‬
‫בשכבת האוזון המקיפה את כדור הארץ‪.‬‬
‫ניתן להשתמש גם במים מזוקקים‪.‬‬
‫‪http://www.cemag.us/articles/2013/06/cleaning-electronics‬‬‫‪manufacturing‬‬
‫עמוד ‪ 37‬מתוך ‪75‬‬
‫ללא ניקוי – ‪No Cleaning‬‬
‫אם המעגל איטי‪ ,‬אינו רגיש לשגיאות רעש או סטיות ‪ ,DC‬הוא‬
‫יכול לעבוד ללא ניקוי‪.‬‬
‫יחד עם זאת‪ ,‬שאריות פלקס יגרמו‪ ,‬לרוב המעגלים‪ ,‬תקלות‬
‫בהפעלה ולהערמת קשיים באיתור תקלות‪.‬‬
‫עמוד ‪ 38‬מתוך ‪75‬‬
‫ניקוי ידני – ‪Hand Cleaning‬‬
‫עדיף על חוסר ניקוי‪.‬‬
‫מעגלים יתחילו לפעול מהר יותר‪ ,‬תהינה פחות סטיות ‪DC‬‬
‫ופחות בעיות רעש‪.‬‬
‫עמוד ‪ 39‬מתוך ‪75‬‬
‫השהיה באמבט ממיסים – ‪Soaking in a Solvent Bath‬‬
‫דומה לניקוי ידני אבל עוזר במיוחד במקומות אליהם ניקוי ידני‬
‫אינו יכול להגיע‪.‬‬
‫עמוד ‪ 40‬מתוך ‪75‬‬
‫ניקוי אולטרסוני – ‪Ultrasonic Cleaning‬‬
‫אופצית הניקוי‪ ,‬הטובה ביותר‪ ,‬הוא ניקוי באמבט אולטרסוני‪ ,‬המכיל‬
‫ממיסי פלקס‪ ,‬ולאחר מכן ייבוש בתנור בטמפרטורה ‪ 70C‬ל‪ 10-‬דקות‪.‬‬
‫ניקוי כזה הינו חובה במעגלים בהם נדרשות תוצאות מדוייקות‪ ,‬מניעת‬
‫בעיות סטיית ‪ DC‬והקטנה משמעותית של מקורות רעש‪.‬‬
75 ‫ מתוך‬41 ‫עמוד‬
‫שיטות בדיקה‬
IPC-TM-650 TEST METHODS MANUAL
‫עמוד ‪ 42‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 43‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 44‬מתוך ‪75‬‬
‫רמת ניקיון נדרשת‬
‫הערך הנמדד‪ ,‬של רמת הניקיון הנדרשת בהתאם לתקן‪ ,‬יהיה‬
‫מתחת ‪ ,1.56 µg NaCl/Cm2‬אלא אם נדרש אחרת ע"י הלקוח‪.‬‬
‫עמוד ‪ 45‬מתוך ‪75‬‬
‫תיקונים‬
‫תיקוני הרכבות אלקטרוניות דורשים פירוק רכיבים על ידי שאיבת‬
‫הלחם ממקום החיבור‪.‬‬
‫שואב בדיל ידני – יניקה חד פעמית של לחם נוזלי‪:‬‬
‫עמוד ‪ 46‬מתוך ‪75‬‬
‫שואב בדיל מחמם – ממיס ושואב לחם – יניקה חד פעמית‬
‫עמוד ‪ 47‬מתוך ‪75‬‬
‫שואב עם יניקה רצופה‪:‬‬
‫עמוד ‪ 48‬מתוך ‪75‬‬
‫תחנת עבודה לתיקונים‪:‬‬
‫‪Quick 850AD Hot Air Gun‬‬
‫‪Repairing & Rework Station heat gun-220V‬‬
‫בקרה עד ל‪ 35 -‬ליטר לדקה וטמפרטורה מבוקרת מיקרו עד ‪ 480‬מעלות‬
‫עמוד ‪ 49‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 50‬מתוך ‪75‬‬
‫‪SMD‬‬
‫עמוד ‪ 51‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 52‬מתוך ‪75‬‬
75 ‫ מתוך‬53 ‫עמוד‬
(De)Soldering tweezers
‫עמוד ‪ 54‬מתוך ‪75‬‬
‫צמה לספיגת בדיל – ‪Solder Wick‬‬
‫צמה שטוחה של חוטי נחושת‪ ,‬ספוגה בפלקס‪ ,‬המסופקת ברחבים שונים‪.‬‬
‫עמוד ‪ 55‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 56‬מתוך ‪75‬‬
‫צמה לפני שימוש‪:‬‬
‫צמה לאחר שימוש‪:‬‬
‫עמוד ‪ 57‬מתוך ‪75‬‬
‫תקלות הלחמה אופייניות (דוגמאות)‬
‫דוגמה א' –‬
‫הלחמת חיבורי ליפוף )‪(Wire Wrap‬‬
75 ‫ מתוך‬58 ‫עמוד‬
(Motherboards & Back Planes) ‫מחברים למעגלי אם‬
‫עמוד ‪ 59‬מתוך ‪75‬‬
‫למחברים אלה נדרשת מתכת קשה וקפיצית הניתנת להלחמה‪.‬‬
‫המתכת הנפוצה היא ברונזה‪ ,‬נתך של נחושת ואבץ‪.‬‬
‫בנתך זה קיימת תופעה של יצירת תהליך כימי‪-‬מטלורגי‬
‫בין בדיל )‪ (Sn‬ואבץ )‪ (Zn‬והתוצאה חומר שאינו בר הלחמה‪.‬‬
‫המגעים עשויים ברונזה (נחושת ואבץ) והלחם מורכב מבדיל‬
‫ובמשך הזמן הם מתפוררים‪.‬‬
‫הפתרון הוא ציפוי גלווני בנחושת ויש לוודא שהוא קיים‪.‬‬
‫ציפוי זהב אינו מומלץ‪.‬‬
‫עמוד ‪ 60‬מתוך ‪75‬‬
‫דוגמה ב' ‪ -‬הלחמת מחברי‬
‫‪PL-259‬‬
‫‪UHF‬‬
‫‪SO-239‬‬
‫המחברים הזולים מגיעים עם ציפוי מבריק שאינו בר הלחמה‪.‬‬
‫אל תחסכו וקנו מחברים מצופים בכסף‪.‬‬
‫עמוד ‪ 61‬מתוך ‪75‬‬
‫דוגמה ג' – פדים טרמיים במעגלים מודפסים‪.‬‬
‫מעגלים מודפסים‪ ,‬בעלי משטח הארקה‪ ,‬משמשים כ‪"-‬מפזרי חום"‬
‫ומונעים השגת טמפרטורה מתאימה בנקודת ההלחמה‪.‬‬
‫הפיתרון הוא "פד טרמי" המאפשר קשר גלווני ללא פיזור חום‪.‬‬
‫ירקרק – מיסוך הלחמה‬
‫אפור – ציפוי לחם‬
‫עמוד ‪ 62‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 63‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 64‬מתוך ‪75‬‬
‫דוגמה ד' – מעגלים למתח גבוה‪.‬‬
‫כלל – חובה לעגל פינות‪.‬‬
‫עמוד ‪ 65‬מתוך ‪75‬‬
‫תקני ביצוע )‪(workmanship Standards‬‬
‫תקנים מפורטים רבים מפורסמים‪ ,‬ע"י ארגונים שונים‪ ,‬ונתנים‬
‫לרכישה‪:‬‬
‫‪IPC‬‬
‫‪MIL SPECS‬‬
‫‪NASA‬‬
‫מפרטי חברות שונות‬
‫וכדומה‬
‫עמוד ‪ 66‬מתוך ‪75‬‬
‫היום תקני ‪ IPC‬תפסו את מקומם של‬
‫תקני הצבא האמריקאי ‪MIL SPECS‬‬
‫עמוד ‪ 67‬מתוך ‪75‬‬
‫סווג ליקויים‬
‫בתקני ביצוע‪ ,‬לציוד אלקטרוני‪ ,‬ישנה סובלנות שונה לגבי ליקויים‬
‫שונים בהתאם ליעודו כאשר קיימות ‪ 3‬קבוצות – (מתוך ‪)IPC-A-610‬‬
‫קבוצה ‪ – 1‬מוצרים אלקטרוניים כלליים‪:‬‬
‫כוללת מוצרים המתאימים ליישומים בהם בדרישה העיקרית היא פעולת‬
‫המוצר הסופי‪.‬‬
‫קבוצה ‪ – 2‬מוצרי שירות אלקטרוניים לשימוש יעודי‪:‬‬
‫כוללת מוצרים שנדרש מהם זמן פעולה ואורך חיים ממושך‪ ,‬רצוי שירות רצוף‪,‬‬
‫אך זה אינו קריטי בדרך כלל‪ .‬סביבת השימוש הסופי לא תגרום לכשלים‪.‬‬
‫עמוד ‪ 68‬מתוך ‪75‬‬
‫קבוצה ‪ – 3‬מוצרים אלקטרוניים בעלי ביצועים גבוהים‪:‬‬
‫כוללת מוצרים שביצועיהם גבוהים לאורך זמן או ביצועים על פי דרישה‬
‫והינם קריטיים‪ .‬הדממת הציוד אינה מתקבלת‪ .‬סביבת השימוש הסופי‪,‬‬
‫קשה מהרגיל‪ ,‬לא תגרום לנזק או תקלות‪ .‬המוצר חייב לפעול כשנדרש‪.‬‬
‫כגון תמיכה בחיים או כול מערכת קריטית אחרת‪.‬‬
‫עמוד ‪ 69‬מתוך ‪75‬‬
‫דוגמה‪:‬‬
‫עמוד ‪ 70‬מתוך ‪75‬‬
‫ישנם תקנים‪ ,‬בעיקר מסחריים‪ ,‬המתייחסים לשלוש רמות‪:‬‬
‫מועדף‬
‫מתקבל‬
‫נדחה‬
‫עמוד ‪ 71‬מתוך ‪75‬‬
‫דוגמאות מתוך תקן ‪– NASA STD 8739.3‬‬
‫עבודה עם מעגלים מודפסים בעלי חורי מעבר‪.‬‬
‫עמוד ‪ 72‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 73‬מתוך ‪75‬‬
‫בטיחות וגהות‬
‫עבודות הלחמה מלוות בשימוש באדי חומרים רעילים (עופרת)‬
‫ובאדים של פלקס המכילים‪ ,‬גם הם‪ ,‬גזים רעילים‪.‬‬
‫שימוש במשקפי מגן ואוורור טוב הם אמצעי הגנה יעילים‪.‬‬
‫אין לאכול או לעשן במקומות העבודה ועם גמר העבוד יש לרחוץ‬
‫היטב את הידיים‪.‬‬
‫נדרשת תאורה נכונה‪.‬‬
‫מומלץ לעיין ב‪"-‬הוראות בטיחות וגהות – הלחמה"‬
‫בהוצאת "המוסד לבטיחות וגהות"‬
‫עמוד ‪ 74‬מתוך ‪75‬‬
‫עמוד ‪ 75‬מתוך ‪75‬‬
‫סיום פרק ב'‬
‫הלחמות – ביצוע‬